Влияние гормональной терапии
дексаметазоном и преднизолоном
на гемодинамический статус у детей с тяжелой политравмой.

Пшениснов Константин Викторович / Pshenisnov Konstantin Victorovich
кандидат медицинских наук,
доцент кафедры анестезиологии, реаниматологии и неотложной педиатрии факультета
послевузовского и дополнительного профессионального образования
ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет» Минздрава России

Александрович Юрий Станиславович / Aleksandrovich Yurii Stanislavovich
доктор медицинских наук,
профессор, заведующий кафедрой анестезиологии, реаниматологии и неотложной педиатрии факультета
послевузовского и дополнительного профессионального образования
ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет Минздрава России

Липин Андрей Сергеевич / Lipin Andrei Sergeevich
врач анестезиолог-реаниматолог, аналитик данных

This application (further - The Program) is a method to execute analysis of clinic and alaboratory features in multiple injured children while treatment in ICU by prednisolone and dexamethazone. This software is an example of realisation of analytic methods by which we conducted our survey, created patient samples and making comparison analysis between them.

Copyright (C) 2020, by Konstantin Pshenisnov, Yurii Aleksandrovich and Andrei Lipin

This program is free software: you can redistribute it and/or modify it under the terms of the GNU General Public License as published by the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or (at your option) any later version.

This program is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU General Public License for more details. You should have received a copy of the GNU General Public License along with this program. If not, see http://www.gnu.org/licenses/

The Program is presented in several files; one of them is a python-notebook with the Python3-based code and is an unseparated part of The Program with the same legal base, namely GNU General Public License. All other files distributed as unseparated parts of this Program are available on the link: https://github.com/docinit/hormone_therapy_in_children_with_multiple_injuries


Данное приложение является методом анализа клинико-лабораторных данных у пациентов с тяжелой сочетанной травмой, которые получали или не получали кортикостероидную терапию преднизолоном и/или дексаметазоном. В данном приложении описаны ход работы, методы формирования выборок и подходы к проведению аналитической работы с этими выборками. Также представлен метод реализации проведения данного анализа с помощью python v.3 и дополнительных библиотек.

Эта программа - свободное программное обеспечение; вы можете распространять и/или модифицировать ее на условиях лицензии GNU General Public License, опубликованной Free Software Foundation, а именно ее версии 3 или, по Вашему выбору, любой более поздней.

Эта программа распространяется в надежде на ее пользу, но БЕЗ ЛЮБЫХ ГАРАНТИЙ; в т.ч. без финансовых гарантий или гарантии пользы в практическом применении. Если Вы хотите более детально ознакомиться, это можно сделать, открыв полный текст GNU General Public License.

Вам должны предоставить копию GNU General Public License вместе с этой программой. В случае, если вы не получили копию GNU General Public License, откройте и ознакомьтесь с ней на http://www.gnu.org/licenses/

Программа представлена в виде нескольких файлов один из них - python-ноутбук с кодом на языке программирования Python. он является неотъемлемой частью данной Программы. Все остальные файлы, являющиеся неотъемлемой частью данной Программы и распространяющиеся вместе с этой Программой, предоставляются на условиях той же лицензии GNU General Public License, что и Программа. Программа и файлы, распространяющиеся с ней, доступны по адресу https://github.com/docinit/hormone_therapy_in_children_with_multiple_injuries


Authors

    • Pshenisnov Konstantin Viktorovich, psh_k@mail.ru
      • concept and investigation design creation;
      • data gathering;
      • data analysis;
      • text writing;
      • text redaction.
    • Aleksandrovich Yurii Stanislavovich
      • text redaction.
    • Lipin Andrei Sergeevich, andrey.s.lipin@gmail.com
      • concept and investigation design creation
      • data analysis:
        • data cleaning;
        • data transformation;
        • data generation;
        • results interpretation;
      • statistical analysis;
      • writing.

Авторы:

    • Пшениснов Константин Викторович, psh_k@mail.ru:
      • концепция и дизайн исследования;
      • сбор данных:
      • обработка данных;
      • текст работы;
      • редактирование.
    • Александрович Юрий Станиславович
      • редактирование работы.
    • Липин Андрей Сергеевич, andrey.s.lipin@gmail.com:
      • концепция и дизайн исследования;
      • обработка данных:
        • очистка данных;
        • преобразование данных;
        • генерация новых признаков;
        • интерпретация результатов работы;
      • статистическая обработка данных;
      • текст работы.

В данном исследовании разбираются вопросы связи гормональной терапии (преднизолом и дексаметазоном) и клинико-лабораторных (гемодинамических и биохимических) изменений у пациентов до 18 лет с тяжелой сочетанной травмой.

Исследуемые параметры:

В данном исследовании пациенты отбирались по следующим критериям:

* наличие сочетанной травмы;
* отсутствие сопутствующих заболеваний;
* возраст до 18 лет;
* необходимость лечения в отделении реанимации и интенсивной терапии.

На графиках бокс-плот видно, что выжившие и умершие пациенты, мальчики и девочки, имеют сходные массу тела и возраст.


Анализ различий между параметрами в разные дни

Первый день в ОРИТ:
значения клинико-лабораторных данных при поступлении (т.е. в первый день) могут сильно отличаться от средних значений соответствующих параметров каждого пациента в другие дни из-за проводимой терапии
.
Проведенный ниже тест Вилкоксона показывает, что имеется существенная разница между параметрами в 1й день и средними значениями за последующие дни


Анализ различий между значениями параметров разных ГТ-групп пациентов

На основе получения ГТ и исходов заболевания было сформировано 9 групп пациентов:

  1. Общая группа (все пациенты)
  2. Пациенты, получавшие ГТ
  3. Пациенты, не получавшие ГТ
  4. Выжившие пациенты
  5. Выжившие пациенты, получавшие ГТ
  6. Выжившие пациенты, не получавшие ГТ
  7. Умершие пациенты
  8. Умершие пациенты, получавшие ГТ
  9. Умершие пациенты, не получавшие ГТ

Поиск внутригрупповых различий в разные дни производили с помощью теста Фридмана

  1. Изучение 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 дней
  1. Изучение 2, 3, 4, 5, 6, 7 дней
  1. Изучение 3, 4, 5, 6, 7 дней

ИТОГ:

Эти данные согласуются с проведенным ранее (см. выше) тестом Уилкоксона. При этом данный тест позволил выявить группы пациентов, в которых демонстрируются максимальные различия в параметрах на разных сроках лечения.

Ниже мы проследим за этими изменениями на графиках

На графиках светло-голубым цветом обозначены доверительные интервалы средних значений: обращает на себя внимание разные доверительные интервалы средних значений для групп умерших и выживших (у выживших они Уже) и для подгрупп (ГТ+ и ГТ-) в этих же группах (в группах ГТ+ доверительные интервалы также Уже).
В связи с этим добавим новые признаки: 2 стандартных отклонения средних значений для каждого параметра в меньшую и большую сторону.

Теперь с помощью метода Краскела-Уоллиса попытаемся определить, есть ли значимые различия между группами пациентов по изучаемым параметрам
Выбор данного критерия обусловлен непараметрическим распределением данных, независимостью анализируемых выборок (в сформированных группах пациенты не переходят из одной группы в другую) и количеством групп более 2.

Далее мы проведем поиск и анализ данных пациентов, значения параметров у которых "выбиваются" из ДИ среднего наиболее часто (использован порог 2/3 записей), т.е. будет предпринята попытка статистического анализа различий между выжившими и умершими пациентами, а также пациентами ГТ+ и ГТ-, которые наиболее сильно отклоняются от средних значений исследуемых параметров в своих группах; возможно, будет обнаружено значительное различие, например, в случае отклонения значений умерших пациентов в меньшую от среднего сторону, а выживших - в большую сторону от среднего значения.

Сначала составлен список пациентов, значения которых отклонялись более, чем на 1,96std

Также получен список пациентов, значения которых отклонялись на 1std от среднего

Итак: всего 15 наблюдаемых параметров

В группе не получавших ГТ: 24 пациентов - и в ней всего 1655 из 15х24х7=2520 (т.е. 65.67%) записей не попадают в пределы средних значений.
В группе, получавшей ГТ: 58 пациента - и в ней всего 4431 из 15(параметров)х58(пациентов)х7(дней)=6090 (т.е. 72.76%) записей не попадают в пределы средних значений

В группе не получавших ГТ: 24 пациентов - и в ней всего 2092 из 15х24х7=2520 (т.е. 83.02%) записей не попадают в пределы средних значений.
В группе, получавшей ГТ: 58 пациента - и в ней всего 5249 из 15(параметров)х58(пациентов)х7(дней)=6090 (т.е. 86.19%) записей не попадают в пределы средних значений

Ниже мы посмотрим, что это за пациенты: сколько параметров у каждого из них отстоит слишком далеко от среднего по выборке (т.е. "группе").

Как видно, при различных принципах формирования выборок для сравнения, убедительных данных о значимом различии выборок между собой по принципу использования ГТ не наблюдается.
Далее мы попытаемся оценить различия между группами пациентов в случаях однократного (в первый день) и многократного (больше одного дня, а также однократного после 1го дня) использования ГТ.


Анализ продолжительности использования ГТ

Этап 1

Пациенты делятся на 2 группы:

  1. Получает гормонотерапию в первый день
  2. Не получает гормонотерапию в первый день.

Ограничения: решение о назначении гормонотерапии (ГТ) определялось исходя из наличия показаний.

Нулевая гипотеза: разницы между группами нет.

Просмотр первых 5 записей

Описательная статистика: группа 1

Описательная статистика: группа 2

При простом сравнении средних значений видны не самые сильные различия, которые можно было бы ожидать: в группе, получавшей ГТ чуть меньше АД, чуть выше ЧСС и индекс Альговера, ниже уровень ионов хлора, АЛТ, АСТ, АЧТВ, объем назначенной инфузии и катехоламинов.
Видно, что среднее знаений параметров в двух группах очень близки друг к другу; однако наличие или отсутствие разницы между группами нужно доказать

Гистограммы значений параметров.

Гистограммы построены для того, чтобы визуально оценить нормальность распределения признаков: видно, что только в случае среднего артериального давления в группе без ГТ можно наблюдать близкое к нормальному распределение. Поэтому дальше мы будем использовать непараметрический тест Краскела-Уоллиса для независимых выборок разного размера.
На этих гистограммах также более удобно оценить медиану (изучается в тесте Краскела-Уоллиса) каждого параметра.

На основе проведенного теста (результаты приведены в сводной таблице ниже) можно сделать вывод, что различий между двумя группами пациентов по исследуемым параметрам не наблюдается; это подтверждается графически и с помощью теста Краскела-Уоллиса.

Этап 2

Пациенты делятся на 2 группы:

  1. Получает гормонотерапию только в первый день.
  2. Получает гормонотерапию в первый И последующие дни.

Нулевая гипотеза: разницы между группами нет.

Описательная статистика: 1 группа

Описательная статистика: 2 группа

Гистограммы значений и QQ-плот для оценки нормальности распределения

В данном случае мы добавили график QQ-плот (квантиль-квантиль), т.к. в некоторых случаях при просмотре гистограмм неочевидно, что параметры имеют непараметрическое распределение.

По представленным графикам нельзя говорить о нормальном распределении. Разница между двумя группами оценивалась тестом Краскела-Уоллиса.

Этап 3

Пациенты делятся на 2 группы:

  1. Получает гормонотерапию только в первый день.
  2. Не получает гормонотерапию в первый и получает ее в последующие дни.

Ограничения: решение о назначении гормонотерапии (ГТ) определялось исходя из наличия показаний.

Нулевая гипотеза: разницы между группами нет.

результаты представлены в сводной таблице (см. ниже)

Этап 4

Пациенты делятся на 2 группы:

  1. Получает гормонотерапию только в первый день
  2. Не получает гормонотерапию за все время лечения

результаты представлены в сводной таблице (см. ниже)

Этап 5

Пациенты делятся на 2 группы:

  1. Получает гормонотерапию в любой день.
  2. Не получает ни разу за время лечения.

Ограничения: решение о назначении гормонотерапии (ГТ) определялось исходя из наличия показаний.

Нулевая гипотеза: разницы между группами нет.

Гистограммы значений и графики QQ-плот изучаемых параметров.


Анализ выживаемости при использовании ГТ

Пациенты делятся на 2 группы:

  1. Выжившие.
  2. Умершие.

По этим двум группам отдельно сравниваются пациенты получавшие и не получавшие ГТ

Ограничения: решение о назначении гормонотерапии (ГТ) определялось исходя из наличия показаний.

Нулевая гипотеза: разницы между группами нет.

Графический анализ

  1. Все вместе:

    • получавшие ГТ;
    • не получавшие ГТ.

Имеется сильная асимметрия выборки: большинство пациентов выжили; 19 - умерли.

Описательная статистика: Выжившие пациенты

Описательная статистика: Умершие пациенты

Проверка наличия значимой разницы между группами выживших и умерших пациентов

  1. Пациенты, получавшие ГТ

Проверка наличия значимой разницы между группами выживших и умерших пациентов, получавших ГТ

  1. Пациенты, не получавшие ГТ

Проверка наличия значимой разницы между группами выживших и умерших пациентов, неполучавших ГТ

1й день

  1. Все вместе
  2. Получавшие ГТ
  3. Неполучавшие ГТ

При анализе первого дня количество анализируемых пациентов не изменяется (все находились в ОРИТ хотя бы 1 день)

1

2

3

Результаты проведенного анализа по исходам заболеваний